2019年度國家科學技術進步獎二等獎飼草優質高效青貯關鍵技術與應用

主要完成人：

楊富裕，玉 柱，張建國，徐春城，許慶方，劉忠寬，丁武蓉，徐智明，李存福，謝建將

主要完成單位：

中國農業大學，華南農業大學，蘭州大學，山西農業大學，河北省農林科學院農業資源環境研究所，全國畜牧總站，四川高福記生物科技有限公司

提名單位：中國農學會

中國農業大學動物科技學院教授楊富裕團隊牽頭的“飼草優質高效青貯關鍵技術與應用”項目獲2019年度國家科學技術進步獎二等獎。項目從國家草食畜牧業發展的戰略需求入手，圍繞飼草青貯過程中微生物和代謝產物演變規律、青貯菌劑、調制技術與工藝等開展基礎科學和關鍵技術研究，建立了優質青貯調制技術體系，取得了系列創新性成果。

一、項目簡介

實施糧改飼、振興奶業、發展草牧業是國家農業供給側結構性改革和保障食物安全的重大戰略需求。優質青貯飼料是4億多頭牛羊等草食動物的主要粗飼料來源，是支撐糧改飼政策落地生根、全面提升奶業發展水平、實現草牧業高質量發展的重要抓手。

目前，我國青貯飼料年需求量近2億噸，缺口約1億噸。長期以來，我國青貯基礎研究薄弱、青貯調制工藝技術落后、區域技術需求差別大，導致青貯營養損失大、品質不高和青貯飼料優質率低，嚴重制約了草食畜牧業高效發展。

2002年以來，項目圍繞青貯微生物和代謝產物演變規律、國產青貯菌劑開發、調制技術與工藝等方面開展系統研究，取得了系列創新性成果，極大地提升了我國青貯飼料生產水平，有效緩解了優質青貯飼料短缺局面，有力促進了奶業和草食畜牧業的高質量發展。

1.揭示了青貯過程中對發酵品質和有氧穩定性起決定作用的乳酸菌、梭菌、酵母等主要微生物演替規律、好氧變質和蛋白質降解機理，為優質青貯飼料調制提供了重要理論基礎。從微生物組學和代謝組學角度，系統揭示了青貯過程中促進發酵的乳酸菌、劣化品質的梭菌、引起變質的酵母等種群演替規律，發現發酵產物中含有4-氨基丁酸等益生物質和酚酸等抑菌物質，明確了乳酸菌優選方向；探明類谷糠乳桿菌通過產生十六烷酸等抑制青貯飼料有氧變質機理；確定了Pichia kudriavzevii是導致飼草型發酵TMR好氧變質的主要酵母；首次明確5種肽鏈外切酶和4種肽鏈內切酶對蛋白質降解的作用機制。

2.創建了以乳酸菌高效富集與定向優選、快速產酸抑制梭菌和酵母等有害微生物及蛋白降解抑制等為核心的青貯發酵品質調控關鍵技術體系，有效降低了營養損失。首次研發出青貯原料田間碳氮調控富集乳酸菌技術，數量增加100倍以上；從原料、青貯料、土壤、動物胃腸道和排泄物等分離的6000余乳酸菌株中優選出快速產酸、抑制有氧變質、促進高低溫發酵等登記菌株18株，為產品開發提供了材料；發明美拉德產物包埋乳酸菌技術，半年常溫存活率達50%以上；高水分苜蓿青貯添加植物乳桿菌L20JPL65，100%抑制梭菌發酵，降低氨態氮92%；玉米青貯添加類谷糠乳桿菌ZH1，酵母減少99%，有氧穩定時間延長2倍以上。

3.研發出具有自主知識產權的特色乳酸菌劑，制定了主推飼草青貯調制國家、行業等標準，優化了從原料到產品的青貯生產技術和工藝，有力支撐了草食畜牧業提質增效。采用優選的乳酸菌株開發出3種青貯菌劑，節約成本1/3～1/2，市場占有率20%以上；研究提出玉米、苜蓿等青貯原料和產品質量分級參數；開發出含水量75%以上高水分苜蓿青貯和添加富含肉桂酸等果渣抑制蛋白降解新工藝，實現青貯成功率100%，蛋白降解率下降46%～55%；研制出專用飼草型發酵TMR產品，奶牛產奶量提高5%以上，肉羊日增重提高20%以上；以上成果在安徽、河北、甘肅、內蒙古等地進行了規模化應用。

項目獲專利20件（發明10件）；制訂國標等標準15項；登記軟件著作權1件；獲批飼料添加劑許可證1個；開發青貯菌劑產品3個；登記菌株18株；發表論文231篇（SCI、EI論文66篇）；出版著作10部。部分成果獲神農中華農業科技獎一等獎。

二、應用情況

項目技術和產品成果在我國華北、西北、東北和南方地區等全國飼草主產區進行示范推廣，累計加工全株玉米、苜蓿、燕麥等優質青貯飼料2656萬噸，近3年產生了19.6億元的新增利潤，累計產值80億元。培養博士及碩士研究生46名，舉辦多元化飼草料生產技術體系培訓班77次，培訓人員達2.6萬人次。